Implementación de herramientas Lean Manufacturing en la ...

Trabajo Final de Máster

Máster Universitario en Ingeniería de Automoción

Implementación de herramientas Lean Manufacturing en la planta de producción de un

proveedor del sector automoción

MEMORIA

NAVARRO FERNÁNDEZ, FRANCISCO JOSÉ Autor:

Directora: COSTA VAGHI, MARÍA DEL MAR

Convocatoria: Septiembre, 2017

Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Industrial de Barcelona

Implantación de filosofía Lean Manufacturing en una planta productiva 1

Resumen

El proyecto se basa en la introducción de la metodología de actuación Lean Manufacturing

en una planta de producción de componentes metálicos para el sector de la automoción.

Esta metodología está orientada a aumentar la productividad, mejorar la calidad de los

productos y reducir los costes de elaboración. Para ello, se emplean un conjunto de

herramientas, que permiten reducir o eliminar todos aquellos procesos o pasos que no

añaden valor al producto.

El objetivo principal de este proyecto es crear una nueva cultura de trabajo en la planta

productiva, y en consecuencia se busque la optimización de los procesos, tanto productivos

como administrativos, de esa forma, se dotará a la planta de la flexibilidad y capacidad de

adaptación que demanda la industria actualmente.

La planta productiva consta de dos sectores principales de trabajo; la estampación en frío

mediante prensas mecánicas y la soldadura, tanto de resistencia como de hilo. Además,

también se realizan operaciones de montajes.

El grueso del proyecto está formado por dos de las herramientas Lean Manufacturing más

conocidas, el SMED (Single Minute Exchange Die), cuyo objetivo es reducir el tiempo de

cambio de troquel o matriz en las prensas. Y, por otro lado, la Mejora Continua, para lo que

se ha empleado un proyecto Seis Sigma, sobre una referencia de soldadura de hilo (MAG)

que era la responsable del 35% de los desperdicios en chatarra de la planta. Además de

estas herramientas, también se ha trabajado con herramientas más sencillas como son los

diagramas de flujo.

Mediante estas herramientas, se han conseguido diversas mejoras en la planta. Con el

SMED se consigue reducir un 35% el tiempo de cambio de matriz de una misma referencia,

con respecto a cambios anteriores a la implementación de las mejoras. Con el proyecto de

mejora siguiendo la metodología Seis Sigma, se logra reducir el porcentaje de chatarra

producido de un 4% a un 2.6%. Esto se consigue reduciendo la variabilidad geométrica de

una pieza en su proceso de soldadura. Y finalmente, mediante el estudio con un diagrama

de flujo de un proceso de remachado, se ha reducido el tiempo ciclo necesario para fabricar

una determinada referencia, aumentando así las piezas a la hora que se pueden realizar.


1 GLOSARIO ................................................................................................................... 7

2 PREFACIO ................................................................................................................... 8

3 INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 9

4 ÁREA DE ESTAMPACIÓN EN FRÍO ......................................................................... 10

4.1 OBJETIVO ........................................................................................................... 11

4.2 SMED .................................................................................................................. 11

4.3 CREACIÓN DEL EQUIPO SMED ....................................................................... 12

4.4 ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN INICIAL ............................................................... 13

4.5 CREACIÓN DE UN NUEVO MÉTODO DE TRABAJO ....................................... 16

4.6 APLICACIÓN DEL NUEVO MÉTODO ................................................................ 17

4.7 RESULTADOS DEL NUEVO MÉTODO ............................................................. 18

5 ÁREA DE SOLDADURA ............................................................................................ 21

5.1 OBJETIVO ........................................................................................................... 22

5.2 QUÉ ES UN PROYECTO 6 SIGMA .................................................................... 23

5.3 PROYECTO SOBRE LA REDUCCIÓN DEL SCRAP PRODUCIDO EN UN

PROCESO DE SOLDADURA ........................................................................................ 24

5.3.1 DEFINIR ....................................................................................................... 24

5.3.2 MEDIR .......................................................................................................... 25

5.3.2.1 DESCRIPCIÓN DE LAS ESTACIONES DE SOLDADURA .................. 30

5.3.2.2 DETALLES DEL PROCESO ................................................................. 31

5.3.2.3 CUANTIFICACIÓN DE LOS DEFECTOS ............................................. 32

5.3.2.4 COMPROBACIÓN DEL SISTEMA DE MEDIDA .................................. 34

5.3.3 ANALIZAR .................................................................................................... 35

5.3.3.1 CARACTERÍSTICAS CRÍTICAS DEL CONJUNTO SOLDADO ........... 36

5.3.3.2 INSTRUCCIÓN DE UTILIZACIÓN DEL CALIBRE DE COMPROBACIÓN

ACTUALIZADA ....................................................................................................... 39


5.3.3.3 ANÁLISIS DE DATOS .......................................................................... 40

5.3.3.4 ESTUDIO DE LOS COMPONENTES .................................................. 42

5.3.3.5 TIEMPO DE AJUSTES POR PARTE DE LOS MONTADORES DE

SOLDADURA ......................................................................................................... 43

5.3.3.6 EXPERIMENTACIÓN DEL PROCESO ................................................ 44

5.3.3.7 ESTUDIO DE CAPACIDAD DEL ÚTIL D ............................................. 44

5.3.3.8 CONCLUSIÓN DEL ANÁLISIS ............................................................ 47

5.3.4 MEJORAR ................................................................................................... 48

5.3.4.1 DISEÑO DEL NUEVO ÚTIL D .............................................................. 48

5.3.5 CONTROLAR .............................................................................................. 61

6 ÁREA DE MONTAJES ............................................................................................... 71

6.1 OBJETIVO .......................................................................................................... 71

6.2 ANALISIS DE LA SITUACIÓN ............................................................................ 71

6.2.1 ESTUDIO DEL MÉTODO OPERACIONAL ................................................. 74

6.2.2 PROPUESTA DE MEJORA ......................................................................... 77

6.2.3 IMPLANTACIÓN DE LA MEJORA .............................................................. 78

6.2.3.1 SITUACIÓN INICIAL ............................................................................ 79

6.2.3.2 DISEÑO 3D DE LA MEJORA ............................................................... 80

6.2.4 RESULTADOS ............................................................................................ 81

6.2.5 ESTUDIO ECONÓMICO ............................................................................. 82

7 CONCLUSIONES DEL PROYECTO ......................................................................... 83

8 AGRADECIMIENTOS ................................................................................................ 85

9 BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................... 86


1 GLOSARIO

Scrap: Chatarra traducido al español. Se emplea para definir el concepto de piezas o

componentes metálicos acabados, en proceso o en materia prima, que son desechados

por diversos motivos.

No Ok: Forma abreviada para determinar que una pieza no cumple las condiciones de

calidad y por lo tanto no puede ser enviada al cliente.

Ok: Producto que cumple las condiciones de calidad exigidas por el cliente y se considera

apta para ser entregada.

Lead Time: es el tiempo que transcurre desde que se inicia un proceso de producción

hasta que se completa, incluyendo normalmente el tiempo requerido para entregar ese

producto al cliente.

Project Charter: es el documento que constituye el inicio del proyecto, nombra al director

o responsable de su ejecución, y define los principales objetivos y restricciones que se

deben cumplir. Por tanto, es uno de los documentos más importantes en las etapas iniciales

del proyecto.

Champion: es un miembro de la Dirección. Entre otras atribuciones, es él que evita

conflictos de interés entre departamentos, participa en la elección de proyectos y es

formalmente informado del avance de los proyectos.

Black Belt: experto en el uso de la metodología 6 Sigma. Lleva proyectos que necesitan

el uso de herramientas de calidad y técnicas estadísticas a nivel avanzado. Da soporte

técnico a los Green Belts y, en algunos casos, puede tener una dedicación del 100% a los

proyectos Lean 6 Sigma.

Green Belt: lleva proyectos 6 Sigma, informa al Champion, forma a los miembros de su

equipo en las técnicas básicas de 6 Sigma y asegura el mantenimiento de los logros

obtenidos en sus proyectos. Tiene una dedicación parcial a la mejora con 6 Sigma.

Ítem: unidad de un conjunto


2 PREFACIO

La planta productiva, objeto de este proyecto, comenzó su andadura por los años 60 con

la producción de componentes procedentes de la estampación en frío para el sector de la

automoción. Estando emplazada en el área del Baix Llobregat, no es de extrañar que su

cliente principal fuese SEAT.

En sus inicios, su mercado abarcaba única y exclusivamente a la estampación en frío,

posteriormente se fueron introduciendo procesos tales como soldadura, remachados o

montajes. Como era habitual en la época, los procesos eran muy manuales y

rudimentarios, por lo que el saber hacer y la concentración del operario tenían una gran

relevancia en la calidad de las piezas producidas.

Con el tiempo la empresa fue creciendo, aumentando la plantilla y la maquinaria, pero en

algún punto del proceso de crecimiento se descuidaron las inversiones en capital humano

cualificado. Esto produjo que la planta se mantuviese funcionando gracias a los buenos

acuerdos comerciales con nuevos clientes. Pero, no se llevó a cabo, de una forma

adecuada, una evolución en los procesos, aplicando nuevos métodos y nuevas

tecnologías.

Aun así, la planta productiva no dejó de ser rentable y por ello fue absorbida por una

multinacional Norte Americana, desde ese momento, se ha seguido un proceso de

renovación, empezando por la gerencia y siguiendo por la creación de una estructura como

empresa, con diferentes departamentos y eliminando la histórica figura de una sola persona

que se encarga de dirigirlo todo.

De esta revolución es de donde surge la necesidad de un proyecto como éste. Un proyecto

que trata de dar un vuelco al método de trabajo actual de la planta, y permita instaurar la

filosofía del Lean Manufacturing, confiriéndole a la planta una flexibilidad y capacidad de

adaptación a los nuevos requerimientos de la industria automotriz, vitales para la

prosperidad.


3 INTRODUCCIÓN

El presente proyecto trata de ser el comienzo de un cambio en la filosofía de trabajo de

una planta productiva. El objetivo principal es conseguir una organización ágil, con

capacidad de adaptación, con procesos que aportan valor al producto y donde prime el

espíritu de mejora y superación. Para alcanzar esta meta, se emplean diferentes

herramientas de la metodología Lean Manufacturing.

Para comenzar, se realiza un estudio de los principales desperdicios en las diferentes áreas

de producción, estampación en frío, soldadura y montajes. Con este estudio se decide la

forma más apropiada para comenzar a aplicar la nueva filosofía de trabajo en cada sección.

A lo largo de esta memoria se entrará en profundidad en las acciones tomadas para

alcanzar los objetivos fijados.

Los datos utilizados para los diferentes estudios han sido extraídos de la base de datos del

grupo, donde se registran todos los datos sobre los proyectos, producción, eficiencias de

máquinas, scrap e incidencias. Cuando ha sido necesaria información adicional, ésta se ha

recogido mediante sistemas alternativos de recogida de datos tales como tablas, vídeos,

plantillas cerradas y mediciones.


4 ÁREA DE ESTAMPACIÓN EN FRÍO

El área de estampación es el más importante en cuanto a volumen de piezas producidas,

esto se debe a que el 100% de las referencias que se entregan a cliente provienen de la

estampación y, posteriormente, algunas de estas referencias pasan por procesos de

soldadura o montajes.

Analizando la situación de la planta, con la colaboración del departamento de producción,

rápidamente se observa que el mayor problema en estampación es la excesiva saturación

de las máquinas, esto conlleva a tener que externalizar la producción de ciertas referencias

y a realizar horas extras trabajado los fines de semana, con los sobre costes que esto

implica.

Dado que el principal problema es la falta de disponibilidad de prensas, se realiza un

análisis de las incidencias que provocan que las máquinas estén paradas. En este análisis,

como queda plasmado en el Gráfico 1, se descubre que la mayor pérdida de tiempo es

debida a los cambios de matrices.

Es razonable que este sea uno de los motivos de peso, teniendo en consideración que un

gran volumen de referencias en producción requiere un gran número de cambios de matriz.

Gráfico 1 - Pareto de incidencias en estampación

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%

0

100

200

300

400

500

600

Tiem

po

[h

]

Incidencias en el Área de estampación


4.1 OBJETIVO

Tras este estudio se fijó como objetivo del proyecto reducir los tiempos de cambio de matriz

en el área de estampación, para ello se emplearía la técnica del SMED.

4.2 SMED

El nombre de la herramienta SMED proviene de las siglas en inglés de “Single Minute

Exchange Die”, que significa que en menos de 10 minutos se realiza un cambio de matriz.

El cambio de matriz engloba todas aquellas actividades realizadas desde que se saca la

última pieza OK de una referencia, hasta que se obtiene una pieza OK de la siguiente

referencia a fabricar.

Esquema 1 - Actividades implicadas en un cambio de matriz

El tiempo de cambio de matriz también se conoce como tiempo de preparación de máquina.


Con la metodología SMED, se sigue un proceso, en el que se clasifican las actividades

implicadas en un cambio de matriz en:

• Externas: actividades que se pueden realizar mientras la prensa está en

funcionamiento, es decir, produciendo.

• Internas: actividades que es estrictamente necesario que se realicen con la prensa

parada.

Se confecciona un nuevo método donde todas aquellas actividades externas se realicen

antes de parar la prensa o una vez está de nuevo en marcha.

Seguidamente, se trata de convertir a externas algunas de las actividades que en principio

fueron consideradas como internas y finalmente se estandariza el proceso mejorado.

Con este proceso se minimiza el tiempo en que la prensa no está produciendo, con el

ahorro económico que esto conlleva.

4.3 CREACIÓN DEL EQUIPO SMED

En aras de alumbrar un proyecto exitoso, se definió, con ayuda de la gerencia, al equipo

responsable de desarrollar la metodología SMED.

El equipo se compuso de los tres encargados de estampación; el de mañana, de tarde y

de noche. También se involucró a los montadores tanto de la mañana como de la tarde.

Todos estos agentes son los principales actores, puesto que son ellos los que llevan a cabo

el cambio de las matrices. Otro integrante fue el gerente de la planta, que se encargaba de

exigir plazos para las diferentes acciones, exigir resultados y al mismo tiempo daba apoyo

como consultor y proporcionaba los recursos necesarios para realizar los estudios, así

como comprar nuevo material.

En el equipo también se integró al responsable de métodos y tiempos, que dio soporte en

las grabaciones y mediciones de tiempos. En último lugar, el responsable del proyecto fue

el ingeniero de procesos y autor de esta memoria.

Para la iniciación del equipo en el SMED, se preparó una reunión con material de apoyo.

Véase Anexo 1.


4.4 ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN INICIAL

Para estudiar la situación de partida del proyecto, se extrajo de la base de datos la

información referente a incidencias de máquina registradas en el primer cuarto del año. Del

total de incidencias registradas se seleccionaron solo las referentes a tiempos de cambios

de matriz. Una vez seleccionada la información deseada, se adecuó a un formato apto para

ser tratada. Véase Anexo 2.

Del estudio se obtuvieron cuáles eran las matrices más críticas, es decir, las que más veces

se cambiaban y más tiempo se tardaba en realizar el cambio. El procedimiento aplicado

fue agrupar los tiempos de cambio de matriz por referencia, con lo que se obtiene el tiempo

total que se ha invertido en montar cada una de las referencias en el periodo estudiado.

Dividiendo este tiempo por el número de cambios realizados en cada referencia se obtiene

el promedio de tiempos de cambio por matriz. En el siguiente gráfico de dispersión se

observa la relación entre número de cambios y tiempo promedio de cambio por matriz.

Gráfico 2 - Matrices más criticas


También habría sido posible saltar este paso e ir directamente al estudio del método de

preparación de máquina, pero tras una entrevista con los encargados del área de

estampación, una de las razones por las que creían que no era posible realiza un método

estándar era debido a las diferencias constructivas entre las matrices que se encuentran

en producción.

Romper esta teoría inmovilista fue lo que motivó a analizar qué matrices suponían más

tiempo de cambio. Además, también se realizó una comparativa entre los diferentes turnos

de trabajo, mañana, tarde y noche. Se seleccionaron únicamente las matrices que durante

el periodo de tiempo estudiado habían sido montadas en la prensa por los tres turnos, de

esta forma era posible comparar el tiempo de preparación entre turnos. En esta medición,

mostrada en el Gráfico 3, se desprecia la complejidad de la matriz que se extrae de la

prensa.

Gráfico 3 - Comparación del tiempo promedio de cambio de matriz empleado en cada turno

Como se observa en el gráfico, el turno de mañana es el más lento con diferencia. El turno

de la noche puede parecer similar al de la mañana, pero durante el turno nocturno, el

equipo que realiza el cambio de matriz está formado solo por el encargado de la noche y

un operario, mientras que por la mañana y la tarde existe la figura del montado, que junto

al encargado y el operario desempeñan las actividades de preparación de máquina.

Conociendo las matrices más críticas y el turno que de promedio empleaba más tiempo en

la preparación de máquina, se realizó una grabación de un cambio de una de las matrices

críticas vistas en el Gráfico 2 y llevado a cabo por el turno de la mañana. De esta forma se

analizaría el peor de los casos.


El cambio de matriz se llevó a cabo en 1h 40min, la única preparación previa al cambio

de matriz era tener la matriz de entrada en la zona de preparación junto a las prensas. El

resto de actividades se desarrollaron con la prensa parada. En el siguiente diagrama se

observan los hitos principales dentro de una preparación de matriz y el tiempo necesario

para alcanzarlos.

Diagrama 1 - Tiempo Cambio de matriz registrado

Una vez analizada la grabación del cambio, también se descubrió una gran desigualdad en

la carga de trabajo que realizaba cada miembro del equipo.

Gráfico 4 - Tiempo de trabajo efectivo en el cambio de matriz por individuo

ACTIVIDAD EXTERNO

Preparación de matriz entrante

PRENSA PARADA

Sacar matriz de prensa

Limpieza de mesa de la prensa

Fijación de la matriz entrante

Ajustes de prensa y alimentador

Verificación Primera pieza

90 95 1008535 40 45 50 55 605 10 15 20 25 30

TIEMPO [MIN]GANT CAMBIO MATRIZ65 70 75 80


Del análisis del vídeo y de observar diferentes cambios, se concluye en que no existe un

método estable de trabajo. Cada cambio se afronta de manera distinta. Los errores más

habituales observados son:

• Iniciar una tarea y a mitad de proceso, cambiar de operación, dejando la tarea inicial

inacabada.

• Tener que ir a buscar herramientas dado que no se habían aprovisionado de ellas

antes de iniciar el cambio.

• Realizar las tareas a razón de lo que esté haciendo el encargado, lo que conlleva

que tanto el operario como el montador se queden parados o sin realizar una

actividad prioritaria para la ejecución del cambio.

• Realizar una gran cantidad de desplazamientos durante el cambio, debido a no

tener un método de actuación predeterminado.

El cambio de matriz debería ser una actuación planificada y estudiada de manera que los

actores no tuviesen que estar pensando cual es el siguiente paso, simplemente se tendrían

que limitar a ir actividad por actividad de forma ordenada y precisa.

4.5 CREACIÓN DE UN NUEVO MÉTODO DE TRABAJO

Para solventar el problema del método de trabajo y externalizar aquellas actividades que

no requieren que la máquina esté parada para llevarse a cabo, se realizó un listado de

todas las actividades necesarias para completar un cambio de matriz y se clasificaron en

internas o externas. En este listado se muestra también el tiempo necesario para realizar

cada una de estas actividades, basado en los tiempos observados en el vídeo y en otros

cambios.

Una vez realizada la externalización de las tareas, el sumatorio de tiempo de actividades

ejecutadas con la máquina parada da un total de 31 minutos. Véase Anexo 3, Tabla 1.

Seguidamente, se realizó un diagrama de Gantt donde se distribuyen las actividades entre

encargado, montador y operario para obtener el tiempo óptimo de cambio de matriz en una

situación idílica.


Combinando las actividades entre los actores principales del cambio de matriz, el tiempo

óptimo para realizar el cambio de matriz en una situación donde no surjan contratiempos,

sería de 15 minutos. Véase Anexo 3, Diagrama 1.

Teniendo en cuenta que, en el turno de la noche el cambio de matriz lo realizan solo 2

personas; encargado y operario, se decidió adaptar el método optimizado, pero en este

caso sin la figura del montador.

En este segundo caso, se obtuvo que el tiempo óptimo de cambio de matriz sería de 23

minutos. Véase Anexo 3, Diagrama 2.

4.6 APLICACIÓN DEL NUEVO MÉTODO

Una vez establecida una metodología de actuación, que determinase las actividades

exactas a realizar, con un orden y repartidas entre los diferentes actores que ejecutan la

preparación de máquina, el siguiente paso era formar al personal en la nueva metodología.

Con esta finalidad, se preparó una reunión, en el que con la ayuda de una presentación se

les mostró la situación actual, la nueva metodología y la meta a conseguir. También se

trató de transmitirles la gran importancia que tiene este proyecto para el futuro de la

empresa y, por consiguiente, para la estabilidad laboral de todos.

Con el fin de facilitar el aprendizaje, se les entregó además del método de trabajo, unas

tablas individualizadas con las actividades a realizar por parte de cada uno de los

integrantes en un cambio de matriz en situaciones normales. Ver Anexo 3, Tablas 2 – 4.

Una de las claves del nuevo método de preparación de prensas reside en consolidar las

actividades externas y que cuando la máquina se pare y deje de producir, esté todo listo.


Para facilitar la preparación previa al cambio de matriz, se realizó un Checklist de

comprobación. Véase Anexo 3, Tabla 5.

Antes de que dé comienzo el cambio de matriz, el montador o encargado, deben repasar

el Checklist de comprobación para cerciorarse de que no han pasado ninguna actividad

externa por alto.

Durante el proceso de implantación del nuevo método operacional, se realizó un recuento

de los tornillos, tuercas, bridas, llaves fijas y demás componentes necesarios para la

fijación de las matrices en las prensas. Se clasificaron en buenos, malos o reparables.

Todos aquellos que fueron identificados como malos debido a su mal estado y a que podían

suponer una pérdida de tiempo emplearlos en un cambio de matriz, se tiraron a la chatarra.

Los clasificados como reparables se llevaron al taller de matricería, donde le rectificarían

los pequeños defectos encontrados y los buenos se ubicaron en unas estanterías junto a

las prensas. También se hizo un pedido de nuevo material para sustituir todo aquel que

había sido desechado.

4.7 RESULTADOS DEL NUEVO MÉTODO

Aplicando el nuevo método y una vez que el personal estaba entrenado en él. Se realizó

una nueva grabación sobre la misma matriz grabada al inicio del proyecto.

Previamente a la utilización de SMED, el cambio de matriz requirió de 1 hora 40 minutos

de máquina parada. Tras el entrenamiento en el nuevo método, esta misma matriz se

preparó para producir en un tiempo de 40 minutos.

El secreto de esta gran mejora reside principalmente en dos puntos:

1. Sacar la matriz de la prensa: En la primera grabación se tardó 32 minutos en sacar

la matriz antigua de la prensa, en comparación con los 3 minutos que se tarda en

la segunda grabación.

2. Verificación de la primera pieza OK: En la primera grabación este simple hecho

llevó más de 15 minutos, mientras que, en la segunda grabación, dado que ya se

tenía el calibre de verificar y la documentación preparada, y además la verificación

corre a cargo del encargado de prensas, fueron necesarios 2 minutos.


A estos dos grandes hitos se les suma la mejor coordinación en el trabajo y la reducción

de desplazamientos improductivos para buscar herramientas o colocar diferentes

elementos, y se obtiene una reducción de tiempo muy importante.

Desde principios de año, los departamentos de Producción e Ingeniería de procesos vienen

reportando a la gerencia un vasto documento con toda la actividad de las prensas, piezas

producidas en el mes, golpes dados por las prensas, piezas OK, piezas para scrap, etc.

Unos de los indicadores de este documento es el tiempo de cambio de matriz, que se

muestra en el Gráfico 5, donde se pueden comparar los tiempos de preparación de las

prensas en los meses transcurridos en presente año.

En el Gráfico 5 se puede observar como la media de tiempo de cambio de matriz era

ligeramente superior a la hora y media, y tras la implantación del nuevo método durante el

mes de mayo, se observa una reducción sustancial en la media, pasando a ser de alrededor

de una hora.

Gráfico 5 - Evolución del tiempo de cambio de matriz durante el 2017

-

20

40

60

80

100

120

140

160

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Tie

mp

o [

min

]

Recurso

E2031 (315 Tm)

E2025 (250 Tm)

E4028 (400 Tm)

E4029 (400 Tm)

E4030 (400 Tm)

average


Esta gráfica es un perfecto resumen de los logros conseguidos con este proyecto. Se puede

ver una mejoría sustancial en las prensas pequeñas de 250 y 315 toneladas de presión,

que hacen que el tiempo medio de cambios se desplome. En estas prensas, donde las

matrices son mucho más ligeras y existen menos posibilidades de complicaciones, la

implantación del método ha sido muy fructífera.

No se aprecia una mejora tan drástica en las prensas de 400 toneladas, debido a dos

motivos. Por un lado, que, a mayor tamaño y peso de matriz, mayores son las

complicaciones aleatorias que pueden surgir.

Por otra parte, en estas prensas aún queda margen de mejora tomando acciones que

requieren de modificaciones y actualizaciones en las propias prensas.


5 ÁREA DE SOLDADURA

A diferencia de la estampación, en el área de soldadura no se mueve un volumen tan

grande de referencias, pero el coste de producción es más elevado que el de los

componentes provenientes de estampación. El valor que se le añade a las piezas en los

procesos de soldadura es elevado, por lo tanto, el coste de fabricar piezas defectuosas y

tener que tirarlas a la chatarra suele ser uno de los puntos críticos de esta área.

Analizando los costes de scrap, de los diferentes procesos productivos de la planta en el

periodo de tiempo que abarca desde octubre de 2016 hasta febrero de 2017, se confirma

que el achatarramiento de piezas supone una gran oportunidad de mejora.

Gráfico 6 - Coste de scrap por área

Para poder establecer de forma más concreta la línea a seguir en el proyecto, se decide

desglosar los costes de scrap pertenecientes al área de soldadura, visualizando de esta

forma la importancia de cada referencia producida. Los datos corresponden al mismo

periodo de tiempo citado previamente.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,00 €

5.000,00 €

10.000,00 €

15.000,00 €

20.000,00 €

25.000,00 €

30.000,00 €

35.000,00 €

40.000,00 €

45.000,00 €

Soldadura Estampación Montajes

Desperdicio por Scrap

Coste Scrap [€] % acumulado


Sorprendentemente, tal y como se muestra en el Gráfico 7, tras el análisis se descubre que

el problema está muy focalizado en una referencia en concreto. Esto ayudó a decidir

rápidamente, que para solventar este problema se debería realizar un proyecto de mejora

con la metodología Seis Sigma.

Gráfico 7 - Coste de scrap por referencia

5.1 OBJETIVO

Dado que el 55% del coste de scrap producido en el área de soldadura se genera en la

producción de una determinada referencia (A310-10.3F10), se decide aplicar un proyecto

Seis Sigma de mejora, con el objetivo de reducir el nivel de scrap derivado del proceso de

soldadura.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

0

5000

10000

15000

20000

25000

Co

ste

[€

]

Referencias


5.2 QUÉ ES UN PROYECTO 6 SIGMA

Los proyectos de mejora Seis Sigma se basan en la focalización los esfuerzos en mejorar

la calidad de los productos o servicios, es decir, aumentar la satisfacción del cliente y en

reducir los costes en el desarrollo de las actividades de la empresa.

Este tipo de proyectos constan de una organización jerárquica, donde hay:

1. Un Champion; integrante del equipo directivo que apadrina el proyecto y exige

resultados, pero a su vez es el que pone los recursos económicos y hace posible la

realización del proyecto.

2. Un Black Belt; persona cualificada, experta en el ámbito del proyecto y con

experiencia en la ejecución de proyectos de mejora. Este miembro de la

organización aconseja y guía al equipo que desarrolla el proyecto.

3. Green Belts; personal especialista en el tema del proyecto, que tiene la capacidad

de llevar a cabo las mejoras y que está iniciado en la metodología de los proyectos

de mejora.

4. Colaboradores del proyecto, en este caso personal de mantenimiento, mecánicos

que han colaborado con los ajustes de las mejoras y verificadores de calidad que

han colaborado con la recogida de datos.

Uno de los pilares principales de los proyectos de mejora Seis Sigma es la estrategia a

seguir, definida en 5 etapas y mayormente conocidas como DMAIC:

1. Definir: Tras reconocer el problema se define y se plantea un plan de acción.

2. Medir: Tomar datos y cuantificar dicho problema.

3. Analizar: Entender cuáles son las variables críticas que originan el problema y

como se relacionan entre ellas.

4. Mejorar: Implantar mejoras que eliminen o reduzcan el problema definido

5. Controlar: Definir estrategias para controlar que la mejora conseguida con el

proyecto se mantiene en el tiempo.


5.3 PROYECTO SOBRE LA REDUCCIÓN DEL SCRAP

PRODUCIDO EN UN PROCESO DE SOLDADURA

Una vez que se ha identificado el problema dentro del área de soldadura, tal y como se ha

mostrado en la introducción del punto 5, es momento de comenzar el proyecto pasando

por cada una de las etapas.

Durante el desarrollo de las diferentes actividades de cada etapa, se va rellenando una

hoja resumen, donde se indican el tema del proyecto, las fechas, tanto de inicio como de

cada una de las etapas, los hitos conseguidos y los objetivos del proyecto. Esta hoja es

comúnmente llamada Project Charter. Véase Anexo 4, Tabla 1.

5.3.1 DEFINIR

En primer lugar, se define el equipo encargado de llevar a cabo el proyecto.

• Champion: Gerente de la planta

• Black Belt: Responsable de Ingeniería de procesos

• Green Belt: Ingeniero del departamento de ingeniería de procesos y autor del

presente trabajo final de máster. Formado recientemente en la metodología Seis

Sigma tanto en el máster universitario, como en una formación específica de 3 días

por parte de la empresa.

• Equipo de trabajo: Ingeniero de calidad, auditores de producto de la planta y

personal de mantenimiento

Seguidamente, se realiza un plan de acciones, donde se fijan las fechas objetivo para

cuando deberían darse por cerradas cada una de las etapas del proyecto, así como la

fecha de finalización del mismo.

También se definen los puntos clave que este proyecto debe satisfacer, que es por una

parte reducir el desperdicio de tiempo y dinero al producir piezas No Ok, y por otra, mejorar

la robustez del proceso y la calidad del producto.


5.3.2 MEDIR

De inicio se conoce que la empresa tiene un gran gasto por producir piezas que finalmente

acaban en la chatarra porque son defectuosas. Desglosando este coste por referencias, se

descubre que es una referencia en concreto la que está originando la mayor parte del

desperdicio. Visto en Gráfico 7.

La referencia crítica se corresponde con el proceso de soldadura por hilo, técnicamente

conocida como soldadura MAG (Metal Active Gas), o GMAW (Gas Metal Arc Welding).

Mediante este proceso productivo, se fabrica un soporte de seguridad para el filtro de

gasolina de una gama de motores empleados en turismos. Este soporte, está compuesto

por 6 componentes (Items) que provienen de estampación y que se unen mediante

soldadura para dar lugar a una sola pieza.

Imagen 1 - Componentes sueltos

Soldadura GMAW 1 – Dirección de soldadura

2 – Tubo de contacto

3 – Hilo (material de aportación)

4 – Atmósfera de gas protectora

5 – Baño de fusión

6 – Cordón de soldadura

7 – Metal base


De los 6 componentes, hay 2 que previamente a ser soldados junto al resto, pasan por un

proceso de soldadura por resistencia donde se le añaden unas tuercas de métrico 6.

Imagen 2 - Componentes con tuerca soldada

Para llegar a formar el conjunto completo, los componentes pasan por tres útiles de

soldadura distintos, ya que debido a la complejidad de la pieza es técnicamente muy difícil

llegar a soldar todos los componentes de un solo paso.

Imagen 3 - Mesa de útiles de la estación de soldadura robotizada

El orden por el cual circulan los componentes en los útiles de soldadura es de izquierda a

derecha, estando los útiles tal y como se muestran en la Imagen 3.


El primer útil, llamado Útil D, es donde se sueldan los componentes más críticos de la pieza,

puesto que en estos se encuentran los taladros que el cliente emplea para fijar la pieza al

motor.

Imagen 4 - Útil D y componentes que se sueldan en él

Después del útil D, el subconjunto soldado de tres componentes, conocido como Araña en

el argot de la empresa, pasa al Útil A, donde se suelda el cuarto componente, el más grande

de los 6 y llamado Cuerpo.

Imagen 5 - Útil A y componente soldado en él


Finalmente, para completar el soporte de seguridad del filtro de gasolina, el subconjunto

soldado y los 2 componentes restantes pasan al Útil B.

Imagen 6 - Útil B y componentes que se sueldan en él

Imagen 7 - Conjunto soldado

Esta pieza se produce en dos estaciones robotizadas gemelas, donde cada una de las

estaciones cuenta con 2 mesas de útiles idénticas a la de la Imagen 3. En total existen 4

conjuntos de útiles gemelos.


Para entender mejor el flujo del proceso, se presentan los Esquemas 2 y 3.

Esquema 2 - Diagrama de flujo de la pieza

Esquema 3 - Diagrama de flujo de la referencia sobre Layout de la planta


5.3.2.1 DESCRIPCIÓN DE LAS ESTACIONES DE SOLDADURA

Son 2 estaciones de soldadura robotizadas las encargadas de realizar la pieza, y cada una

de estas estaciones cuenta con una mesa giratoria, donde se encuentran 2 conjuntos de

útiles. Esto hace un total de 4 conjuntos de útiles de soldar donde se pueden producir

piezas. Uno de los 6 componentes viene marcado de estampación con un número 1, 2, 3

o 4 y cada número se suelda en su conjunto de utillaje correspondiente de forma que sea

posible seguir una trazabilidad.

Mientras el operario realiza la carga de piezas en un conjunto de útiles, los robots de

soldadura realizan la soldadura en el otro conjunto de útiles.

Imagen 8 - Frontal estación de soldadura


Imagen 9 - Planta estación de soldadura

5.3.2.2 DETALLES DEL PROCESO

Dada la complejidad de la pieza, puesto que es un conjunto de 6 componentes, que cada

uno tiene sus propias desviaciones, y además se sueldan en 3 fases, y en cada una de las

fases se le puede añadir un porcentaje de error. En el lanzamiento de las estaciones de

soldadura, destinadas a producir esta referencia, se les instaló unos verificadores

geométricos. Estos verificadores tienen la función de revisar mediante unos actuadores

neumáticos que la pieza ha sido soldada correctamente y los taladros de fijación al motor

se encuentran dentro de las tolerancias geométricas que exige el cliente.

Una vez que la pieza ha sido soldada completamente, un brazo manipulador la extrae del

útil de soldar y la introduce en el verificador. Seguidamente, si la pieza es considerada

como buena saldrá por una rampa hacia el operario, y si de lo contrario, es considerada

como No Ok, el conjunto soldado caerá a una caja roja situada dentro de la instalación y

lejos del alcance de los operarios.


Las piezas que han sido consideradas Ok por la máquina son revisadas por el operario

para comprobar que ni las tuercas ni los taladros críticos tiene proyecciones de soldadura

adheridas, así como comprobar que los cordones de soldadura son correctos y están en

su sitio.

5.3.2.3 CUANTIFICACIÓN DE LOS DEFECTOS

Tras estudiar el funcionamiento del proceso en profundidad, se decide realizar unas tablas

de recogida de datos, donde se registre la información sobre los defectos. Véase Anexo 4,

Tabla 1.

Los defectos seleccionados para la hoja de registro fueron seleccionados mediante el

consenso de los mecánicos del área de soldadura, los operarios de las máquinas y los

auditores de producto de calidad. Estos defectos son:

• Proyecciones: cuando en una pieza se encuentra alguna proyección de soldadura

adherida a alguna superficie de contacto de la pieza, algún taladro crítico o alguna

tuerca.

• Cordones: cordones desplazados de su posición, lo que provoca que no unan de

manera correcta los componentes.

• Poros: cordones de soldadura con defectos tales como porosidades, grietas o

discontinuidades.

• No cumple a calibre

• Deformada: en esta clasificación recaen las piezas en las que alguno de los

componentes no se haya colocado correctamente en el útil de soldadura o venga

mal de estampación y por lo tanto en el conjunto completo quede un espacio

superior a 1mm entre ellos. (Para la comprobación del espacio entre componentes

los operarios cuentan con una galga)

Tal y como estaba establecido el proceso, los operarios ya detectaban el tipo de error que

tenía la pieza y por el cual la mandaban a chatarra, pero no quedaba constancia de ello en

ningún registro. El único cambio que se implementó fue colocar 3 contenedores donde los

operarios pudiesen clasificar las piezas No Ok:

• Contenedor de proyecciones de soldadura taponando alguna tuerca o taladro

crítico.


• Contenedor de cordones de soldadura con porosidades o fallos de cebado del arco

(cordón intermitente)

• Contenedor de cordones de soldadura desplazados de su posición

De esta forma, simplemente basta con hacer un recuento al final de cada turno, para saber

la cantidad de piezas rechazadas por dichos defectos.

Por otra parte, las piezas que el verificador geométrico da por malas y son arrojadas a la

caja roja del interior de la estación de soldadura, son revisadas por los auditores de calidad.

Ellos las pasan por un calibre de verificación (Imagen 10) y las clasifican en malas a calibre,

porque alguno de los taladros críticos no está en la posición correcta, o en deformadas si

la pieza tiene alguna anomalía geométrica a pesar de ser buena a calibre.

Imagen 10 - Calibre de verificación

De esta forma, se consigue clasificar las piezas No Ok en 5 factores generales, con el fin

de tener datos sobre porque se tiran tantas piezas a la chatarra.


En el Gráfico 8 se observan los diferentes factores y cuál es su relevancia. Los datos

empleados para este gráfico corresponden a la producción del mes de marzo y abril de las

dos estaciones de soldadura.

Gráfico 8 - Clasificación de defectos encontrados

De los primeros registros, ya se puede obtener una información crucial, de la que hasta la

fecha no se era consciente. Tal y como se muestra en el Gráfico 8, el 40% de los defectos

que habían provocado achatarrar piezas había sido porque el conjunto soldado no cumplía

las premisas del calibre.

5.3.2.4 COMPROBACIÓN DEL SISTEMA DE MEDIDA

Con el fin de saber si la clasificación de los defectos estaba bien realizada, se comprobó el

sistema de medida.

En cuanto a los defectos originados por fallos en la soldadura, se encontraron algunos tales

como porosidades, proyecciones, cordones con discontinuidades, cordones desplazados

grietas o mordeduras en la chapa. Se comprobó que, tras las formaciones impartidas a los

operarios y la experiencia de estos en detectar dichos problemas, el criterio de clasificación

de errores era correcto.

En lo que respecta a la detección de errores geométricos esta corre a cargo del verificador

de la máquina, y los auditores de producto que revisan las piezas descartadas por el

verificador mecánico, han pasado un estudio R&R en el manejo del calibre de

comprobación.

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

0

100

200

300

400

500

600

700

800

NO CUMPLE CALIBRECORDONES POROS DEFORMADA PROYECCIONES

Nº

PIE

AS

NO

OK

Marzo - Abril


5.3.3 ANALIZAR

Una vez conocidos los defectos generales que se acusan en las estaciones de soldadura,

se procede a analizar en mayor profundidad la cantidad de piezas defectuosas que se

producen en cada una de las 4 mesas. Y cuáles son los defectos más representativos en

cada caso.

De partida se analizaron los datos de los meses de marzo y abril, de los que se obtuvieron

que los útiles de la mesa 4 eran, con diferencia, los que mayor índice de scrap producían,

como se puede observar en el Gráfico 9.

Gráfico 9 - Defectos por mesa o conjunto de útiles

Con los datos obtenidos, quedaba claro que el problema más crítico y donde se debían

centrar las mejoras era en conseguir reducir el número de piezas que se producían y que

no cumplían las especificaciones del calibre.

En primer lugar, se realizó un análisis en detenimiento de qué era lo que se controlaba en

el calibre de comprobación, cómo se comportan las piezas que no cumplen sus condiciones

y qué características reúnen en común todas las piezas que son No Ok.

0%

1%

2%

3%

4%

5%

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350

% S

ob

re la

pro

du

cció

n t

ota

l

Nº

PIE

ZAS

NO

OK

Marzo - Abril


Durante el análisis se comprobó que con la utilización del calibre se controlaba la posición

de ciertos taladros y colisos que, según se tenía entendido, servían para colocar un clip

que posteriormente haría de soporte para cableado.

Considerando la posibilidad de que, tal vez se estaba clasificando una gran cantidad de

piezas como No Ok innecesariamente, se decidió realizar un estudio para determinar

cuáles son realmente las características críticas de la pieza.

5.3.3.1 CARACTERÍSTICAS CRÍTICAS DEL CONJUNTO

SOLDADO

El inicio de este proyecto coincidió con una reclamación de cliente, debido a que había

encontrado una de las piezas, objeto de este proyecto, que no se podía ensamblar con su

motor. Con el objetivo de dar solución a esta reclamación y con el interés de conocer de

primera mano los puntos clave para el anclaje del conjunto soldado, se organizó una visita

a la línea de montaje del cliente. Esta visita sirvió en gran parte para reconsiderar las

características críticas de la pieza, como se muestra en las imágenes a continuación.

Imagen 11 - Anclaje de la pieza al motor


En la Imagen 12 se observa una de las tuercas que se controlaba con el calibre y que sirve

para la fijación de un componente de plástico que sustenta un manguito de goma. Para

dicho manguito no es relevante si la posición de la tuerca varía en uno o dos milímetros.

Imagen 12 - Posición de aleta no influyente

En la Imagen 13, se muestran 3 taladros, y en cada uno de ellos hay una tuerca soldada.

En estas tuercas se fija el filtro de gasolina, por lo tanto, si los taladros vienen bien de

estampación, la tolerancia de posición es elevada, muy superior a la que se controlaba con

el calibre.

Imagen 13 - Posición de taladros no influyente


En la siguiente imagen, Imagen 14, se muestra una de las tuercas que sí tiene importancia

en el montaje a motor, puesto que en ella se fija un esparrago de sujeción al embellecedor

que tapa el motor.

Imagen 14 - Tuerca con importancia para el montaje

En la Imagen 15 se pueden observar los taladros más críticos de toda la pieza, puesto que

estos son los que permiten que la pieza se ensamble con el motor.

Imagen 15 - Taladros de fijación al motor


Finalmente, el coliso que aparece en la Imagen 16 tampoco se puede considerar como

crítico, teniendo en cuenta que sirve de soporte para una ficha de cableado. Y estos

elementos, como ya se ha comentado previamente, no requieren de una gran tolerancia

de posición.

Imagen 16 - Coliso con amplia tolerancia

5.3.3.2 INSTRUCCIÓN DE UTILIZACIÓN DEL CALIBRE DE

COMPROBACIÓN ACTUALIZADA

Con las características críticas de la pieza reestablecidas, el siguiente paso fue crear una

nueva instrucción de utilización de calibre. Véase Anexo 5.

En esta instrucción se simplifica el manejo del calibre. Para evitar errores, se procedió a

cancelar ciertos pasadores y una galga, de forma que ahora ya no pudiesen emplearse por

error. La cancelación se realizó de forma que permitiese su reversibilidad, previniendo

algún cambio inesperado en los criterios de verificación.


5.3.3.3 ANÁLISIS DE DATOS

Durante el mes de mayo se continuó tomando datos con la actualización de empleo del

calibre de verificación. Estos datos se representan en el Gráfico 10.

Gráfico 10 - Defectos registrados en mayo

De los registros de mayo se detectó un problema grave debido a la gran cantidad de piezas

que no cumplían las indicaciones actualizadas y más laxas del calibre en la mesa 4. Esto

levantó la voz de alarma y desde el Departamento de Procesos, en conjunto con

Mantenimiento, se programó un paro para analizar la situación de la estación de soldadura.

En el análisis se detectó que el Útil D se encontraba en un estado deplorable. Éste es el

primer útil por el que pasan los componentes para ser soldados, y además es donde se

sueldan los ítems 3, 8 y 9, componentes que permiten el ensamblaje con el motor. De la

inspección se encontraron:

• Centradores de posición de superficies totalmente desgastados.

• Centradores para taladros con el diámetro reducido por el desgaste.

• Taladros de fijación de soportes a la bancada del utillaje pasados.

• Cilindros neumáticos con las cámaras comunicadas, que apenas realizaban los

movimientos, pero no fijaban a los componentes en su sitio

0%

1%

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re la

pro

du

cció

n t

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l

Nº

PIE

ZAS

NO

OK

Mayo


El paro programado se extendió a dos días en los que se realizaron nuevos taladros con

nuevas roscas, se cambiaron centradores, cilindros y se ajustó el útil para que las piezas

estuviesen dentro de especificación.

Tras las acciones correctivas llevadas a cabo, el metrólogo del departamento de calidad

midió mediante una máquina de medición tridimensional 3 piezas de distintas

producciones, una del turno de mañana, otra de la tarde y otra de la noche. En las

mediciones las piezas salieron con todos los puntos críticos en verde, es decir dentro de

especificaciones de cliente.

Pero de esta intervención, se obtuvo la información necesaria para comprender que el

diseño del útil de soldadura no permitía una repetitividad en el proceso. Por lo que se siguió

realizando el registro de defectos de las piezas No Ok.

Gráfico 11 - Defectos registrados en junio

0%

1%

2%

3%

4%

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6%

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150

200

250

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ob

re la

pro

du

cció

n t

ota

l

Nº

PIE

ZAS

NO

OK

Junio


5.3.3.4 ESTUDIO DE LOS COMPONENTES

En paralelo, se realizó un estudio de los componentes por separado, para comprobar si los

problemas a la hora de ensamblar la pieza eran debidos a variaciones en el proceso de

soldadura o a las variaciones excesivas en los mismos componentes.

Para el estudio, se recogieron 20 piezas de cada uno de los 6 componentes. Las piezas

recogidas para estudio se sacaron con un orden, 10 piezas de una producción y 10 de otra

siendo las piezas de la misma producción de diferentes horas.

Todas estas piezas se pasaron por los calibres de estampación y surgió que todas ellas

estaban dentro de las tolerancias marcadas, exceptuando el ítem 9, mostrado en la Imagen

17.

Imagen 17 - Ítem 9

Al detectar que uno de los componentes más importantes de la pieza, puesto que alberga

dos de los taladros de anclaje al motor, tenía carencias de material en las dos zonas

marcadas en rojo en la Imagen 17, se decidió revisar el estado de la matriz. Tras la revisión

con el encargado de mantenimiento de matrices y el encargado de producción, se observó

que la matriz fue modificada tiempo antes para conseguir que la pieza fuese con carencia

de material en las zonas indicadas. Esto levantó la duda de por qué se habría decidido en

el pasado tomar esta acción. A esto se le sumó la conclusión de que con este componente

en el estado en que estaba, tras las acciones de urgencia que se habían llevado a cabo en

los útiles de soldadura, se había conseguido fabricar piezas correctas.

Por este motivo se decidió seguir la investigación enfocada en la repetitividad que ofrecían

los útiles de soldadura.


5.3.3.5 TIEMPO DE AJUSTES POR PARTE DE LOS

MONTADORES DE SOLDADURA

En el afán de recabar información sobre las causas raíz del problema dimensional del

conjunto soldado, se decidió registrar el tiempo que invertían los montadores en realizar

ajustes o reparaciones en las estaciones de soldadura. Para este fin se les entregó unas

plantillas cerradas con una clasificación de causas de paros.

La idea era descubrir en qué zona de la máquina invertían más tiempo a realizar ajustes o

reparaciones. Una vez más, se obtuvo que el Útil D era el que más tiempo de paros

ocasionaba.

Gráfico 12 - Tiempo de intervención de los montadores en las estaciones de soldadura

Como era de esperar, gracias a la experiencia y al conocimiento del proceso, de los datos

registrados por los montadores de soldadura se extrae la conclusión de que el útil D es el

que mayor tiempo de paros consume.

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

0

200

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600

800

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1400

Tiem

po

par

os

[min

]

Mayo - Junio


5.3.3.6 EXPERIMENTACIÓN DEL PROCESO

Observando los útiles de soldadura, se puede apreciar que el de mayor complejidad es el

útil D, y que los dos utillajes siguientes son más sencillos y a la vez más robustos.

Para confirmar que el problema de repetitividad de las piezas soldadas surge en el proceso

de soldadura y no viene de las desviaciones de los componentes, se entregaron las 20

piezas de cada ítem, que habían sido estudiadas para comprobar que estaban dentro de

tolerancias a diferentes operarios y durante el proceso de soldadura, se fue revisando con

el calibre si las piezas seguían una repetitividad durante el proceso.

La forma de controlar fue la siguiente:

1. Se le entregaron 5 piezas de cada componente al operario

2. Conforme los componentes iban pasando por los diferentes utillajes, los

subconjuntos se examinaban en el calibre de verificación.

3. Cuando la pieza estaba acabada se revisaba el conjunto completo en el calibre.

De este experimento se descubrieron dos hechos:

1. De los 20 conjuntos soldados 3 no cumplieron calibre, lo que supone un 15% de

scrap que luego no está reflejado en los datos, por lo que muy probablemente se

estuviesen mandando piezas al cliente, que no cumpliesen a calibre.

2. Los tres conjuntos soldados que fueron malos a calibre ya eran malos una vez

habían pasado por el primer útil, el Útil D.

5.3.3.7 ESTUDIO DE CAPACIDAD DEL ÚTIL D

Para corroborar que la entrada crítica era el útil D, se decidió hacer un estudio de capacidad

del mismo. Este estudio de capacidad se llevó a cabo seleccionando 3 cotas como las más

críticas, cogiendo 12 piezas de la línea (4 del turno de la mañana, 4 del turno de tarde y 4

del turno de la noche) y midiéndolas con un brazo láser de escaneado en 3D.

Para que un proceso sea considerado robusto, el índice de capacidad a largo plazo (Pp)

ha de ser mayor a 1.33. Y el índice de capacidad a corto plazo (Cp) ha de ser superior a

1.66. Por descontado, la campana de datos ha de estar dentro de los límites que marca el

cliente en las especificaciones.


Imagen 18 - Cota crítica: Posición del coliso de unión al motor en el eje Y

Gráfico 13 - Estudio de capacidad del coliso de unión al motor en el eje Y


Imagen 19 - Cota crítica: Posición de taladro de unión al motor en el eje Y

Gráfico 14 - Estudio de capacidad de un taladro de unión al motor en el eje Y


Gráfico 15 - Estudio de capacidad de un taladro de unión al motor en el eje Z

Como se puede comprobar en los diferentes gráficos del estudio de capacidad, el útil no

es capaz de dar seguridad en ninguna de las cotas estudiadas.

5.3.3.8 CONCLUSIÓN DEL ANÁLISIS

De todos los datos recogidos y analizados en el proceso de detección de la causa raíz del

problema, se ha descubierto que son diversos los problemas que influyen en la producción

del conjunto soldado. Pero teniendo en cuenta que se deben centrar los esfuerzos en

remediar el problema más relevante, se decidió realizar un rediseño desde cero del útil D

con la finalidad de renovarlo y eliminar los defectos conceptuales en su diseño original.


5.3.4 MEJORAR

El proceso de mejora se inició en la última semana de junio y ésta debía estar implantada

en las estaciones de soldadura a finales del mes de julio. La fecha de implantación de la

mejora venía impuesta por las fechas en las que el cliente pararía la línea y por lo tanto no

habría pedidos que cumplir.

Estaba previsto que las semanas 28 y 29, las centrales del mes de julio, el cliente no pidiese

piezas. Dado que para esas fechas el nuevo Útil D no estaría listo, se planificó que durante

estas semanas se realizaría un stock suficiente para que cuando el cliente comenzase a

pedir piezas a finales de julio, sus necesidades fuesen abastecidas y la máquina estuviese

parada por la instalación y puesta a punto del nuevo útil.

Para el rediseño, se partía con la base de conocer el comportamiento de los componentes

al ser soldados, de las variaciones de ensamblaje según como se colocan las piezas y

también era conocida la carencia de material de uno de los componentes. Pero con todo,

cuando se realiza un rediseño completo, no está asegurado el éxito, por lo que se decidió

que en primer lugar se mandarían a fabricar 2 útiles, que se colocarían en la estación con

mayor índice de defectos, y si la mejora tenía el resultado esperado, entonces se

procedería a su implantación en la otra estación de soldadura.

Según los datos recopilados, las mesas con mayor índice de problemas por temas

dimensionales son la 3 y la 4. Por tanto, estas fueron las seleccionadas para la implantación

de los nuevos útiles.

5.3.4.1 DISEÑO DEL NUEVO ÚTIL D

La realización del diseño corrió a cargo del autor de este proyecto. Para el diseño se

empleó el programa de diseño mecánico en 3D Solidworks. Y el plazo del que se disponía

para la realización del nuevo diseño y validarlo era como máximo de 9 días laborables.


ESTUDIO Y PLANTEAMIENTO INICIAL

El primer paso antes de iniciar el diseño fue recopilar toda la experiencia adquirida durante

el desarrollo del proyecto. La información más valiosa para detectar los fallos de origen del

útil y realizar el rediseño fue la recabada durante las diversas acciones correctivas llevadas

a cabo junto al departamento de mantenimiento y los montadores de soldadura.

Lección aprendida en este punto del proyecto: “Para poder llevar a cabo una mejora

completa y satisfactoria, ya sea de un proceso, de un útil, de una máquina o de cualquier

otra cosa, es necesario entenderlo a la perfección y conocer todos sus entresijos. De esa

forma, se podrán aprovechar sus virtudes y corregir sus defectos”

Para llamar a la inspiración, se realizó una exploración por la zona de útiles de soldadura

retirados, situados en un área habilitada para almacenarlos. En esta exploración además

de coger ideas, también se buscaron los 4 útiles D de una versión de pieza anterior a la

pieza de serie. Las diferencias geométricas entre la pieza del nivel anterior al actual hacían

que estos no pudiesen ser aprovechados, por ello se realizaron los actuales utillajes.

Imagen 20 - Versión antigua

Imagen 21 - Versión de serie en producción


Encontrar estos útiles de la versión anterior de pieza fue de gran utilidad, puesto que la

base por la que el útil se centra y se fija a la mesa de la estación de soldadura eran

aprovechables para el nuevo diseño.

Realizar un buen diseño fue un todo un reto debido a las dificultades que presenta la pieza

para ser fijada y soldada correctamente.

CENTRADORES ITEM 3

El diseño se comenzó por los centradores del ítem 3. Los antiguos centradores (rodeados

de rojo en Imagen 22) no eran regulables en posición, centraban simplemente en 3 puntos

y el material del que estaban fabricados era latón, para evitar que las proyecciones de

soldadura se quedasen adheridas a estos e impidiesen la extracción de la pieza soldada.

Siendo el latón un material blando, los centradores se desgastaban tras dos semanas de

trabajo, al desgastarse, el ítem 3 no quedaba correctamente fijado. Por otra parte, cuando

los centradores se ponían nuevos y se ajustaban para que el componente no tuviese

movilidad, se daba que una vez soldada la pieza esta costaba mucho de ser extraída, hasta

niveles de ser necesario hacer palanca con algún destornillador o escarpa.

Imagen 22 - Centradores ítem 3


Para solventar estos problemas, se concibió un concepto totalmente distinto. Este permite

la regulación mediante galgas de espesores fijados. Cuenta con un mayor número de

puntos de contacto para asegurar la fijación, siendo estos puntos de contacto de

aproximadamente 1milímetro de anchura, se puede reducir la fricción a la hora de colocar

y extraer la pieza y al mismo tiempo reduciendo la probabilidad de que las proyecciones de

soldadura caigan justo en el punto de contacto entre el centrador y la pieza.

En cuanto al material de estos centradores, se seleccionó un acero F-114 templado, con lo

que se reduciría el desgaste.

Imagen 23 - Nuevos centradores ítem 3 vista de planta

Imagen 24 - Nuevos centradores ítem 3 perspectiva


CENTRADORES ITEM 9

En el útil antiguo, el posicionado del ítem 9 depende de un centrador del taladro que es el

punto de referencia de la pieza y de un centrador por superficie. El fallo en diseño recae en

que la superficie que se fija no es una superficie de contacto con el motor y, por lo tanto, la

tolerancia permitida en estampación es mayor. Del mismo modo, la superficie que sí que

es de contacto con el motor queda libre y el taladro de anclaje que reside en esta superficie

tampoco queda fijado de ninguna forma.

Otro fallo es que los centradores de superficie no permiten la regulación en altura sin

modificar las otras posiciones y la regulación lateral del centrado se realiza mediante

ranuras. Esto provoca que, si un tornillo se afloja se pierde la posición del centrador, del

mismo modo que si el centrador es golpeado.

Imagen 25 - Centraje ítem 9 antiguo


Con respecto a los fallos enunciados, se procedió a centrar el ítem 9 por la cara que hace

contacto con el motor del cliente, para asegurar la posición de ésta. La altura se regula

independientemente por un soporte de altura regulable y la posición del taladro de fijación

al motor se asegura mediante un pasador, tal y como se observa en la Imagen 26.

Imagen 26 - Nuevo centraje del ítem 9


CENTRADORES ITEM 8

El ítem 8 compartía concepto de posicionamiento con el ítem 9.

Imagen 27 - Posicionador ítem 8 antiguo

La gran importancia de este ítem reside en el coliso lateral que se emplea para ensamblar

la pieza con el motor, rodeado de amarillo en Imagen 28. Por esta razón, se decidió priorizar

la posición de este coliso y dejar que el resto de la pieza quede más suelta. De esta forma

el útil de soldadura podrá absorber de mejor forma las desviaciones de estampación, pero

asegurando lo necesario para el anclaje del conjunto soldado al motor.

Imagen 28 - Posicionamiento del ítem 8 en nuevo útil D


PISADOR DE APOYO

Para garantizar que tanto el ítem 8, como el 9 están bien fijados contra la superficie del

ítem 3, el útil antiguo disponía de un pisador que, además, incorporaba lo que en concepto

deberían ser unos centradores de superficies para los ítems 8 y 9. Finalmente, el resultado

que se obtenía con este pisador era una pisada desigual, que producía desviaciones entre

las piezas y un posicionamiento de los componentes prácticamente nulo.

En la Imagen 29 se puede observar la complejidad del pisador antiguo y se pueden deducir

los problemas de ajuste que este provocaba.

Imagen 29 - Pisador del útil antiguo


En un principio se planteó la idea de no incorporar ningún tipo de pisador, pero finalmente

se dedujo que era necesario incorporarlo para asegurar que, durante el proceso de

soldadura, las piezas no se desplazasen. Puede sonar extraño, pero las piezas

conformadas en frío contienen en la estructura interna del material un gran número de

tensiones debido al conformado. Estas tensiones tienden a liberarse cuando las piezas se

elevan drásticamente de temperatura al realizar la soldadura. De este hecho nace la

importancia de que los útiles de soldadura aseguren un buen posicionamiento y fijación de

los componentes y si este efecto no se consigue, entonces aparecen grandes variaciones

en los conjuntos soldados.

Imagen 30 - Pisador del nuevo útil de soldadura

Como se puede comprobar, el pisador diseñado es mucho más sencillo a su predecesor.

Simplemente cuenta con 3 elementos que ejercen presión contra las piezas, identificados

de color naranja en la Imagen 30. El más sofisticado de los tres es el que tiene forma de

cuña, el cual se diseñó con esta forma para conseguir un doble efecto. Por un lado, que

apretase las esquinas del ítem 8 y 9 contra el ítem 3, pero, además, que hiciese la función

de reacción contra la presión que ejerce el cilindro situado en a la otra parte del ítem 8.


ÚTIL D NUEVO COMPLETO

Imagen 31 - Nuevo útil D

ACTUADORES NEUMÁTICOS

En el nuevo útil se emplean 3 actuadores neumáticos. Con la finalidad de ahorrar tiempo y

esfuerzo, para el pisador se decidió emplear el mismo cilindro que en el útil antiguo.

Para los otros dos, se buscó unos cilindros que cumpliesen el compromiso entre volumen

y fuerza que eran capaces de aplicar. Los cilindros seleccionados tienen un diámetro de

camisa de 32 milímetros. Teniendo en cuenta que la presión neumática de la instalación

es de 0.6 MPa, los cilindros ejercerán una fuerza de 482 N o lo que es lo mismo, 48 kg,

que es más que suficiente para fijar los componentes.


MATERIALES DEL ÚTIL

Para la selección de los materiales se recurrió a diferentes fuentes:

• Manual de materiales para utillajes de la marca Uddeholm

• Experiencia personal y de colaboradores del proyecto

• Materiales empleados en el útil antiguo que han dado buenos resultados

En las zonas con un alto desgaste se empleó acero F114, con un tratamiento de temple.

En las piezas de mayor tamaño, como la placa base o la placa del pisador, se empleó

duralumnio, aprovechando la relación que este material concede en cuanto a peso y

resistencia mecánica.

Los soportes para cilindros se fabricaron de acero F114 y los centradores de taladros, que

por su posición iban a estar expuestos a proyecciones de soldadura, se fabricaron de acero

inoxidable (AISI 410). Este tipo de aceros resisten de mejor forma a que las proyecciones

de soldadura se le adhieran.

Los materiales de cada componente están especificados en los planos de cada pieza,

situados en el Anexo 6.

LANZAMIENTO DEL DISEÑO

Una vez que el diseño estaba terminado, 7 de julio de 2017, se disponía de un plazo de 2

semanas para el mecanizado de los componentes. Las piezas debían estar en la planta

para el 21 de julio y, de esta forma, durante la última semana de julio realizar el montaje,

ajuste e instalación en la estación de soldadura.

Se estuvo pidiendo presupuesto y plazo de entrega a diferentes proveedores, pero dada la

premura de la solicitud, ningún proveedor se comprometía a realizar el total de 74

componentes para la fecha fijada. La solución adoptada fue la de repartir la carga entre los

3 proveedores con mayor predisposición y mejor precio ofertado. De esta forma se

consiguió tener las piezas en el plazo fijado. En las tablas 1-3 queda reflejado el reparto de

piezas entre proveedores.


Tabla 1 - Piezas encargadas al taller A

Tabla 2 - Piezas encargadas al taller B

Tabla 3 - Piezas encargadas al taller C

Referencia Cantidad Material Dimensiones Exteriores Piezas

50 Apoyos altura Item3 8 F-114 45 x 15 x 15

80 Taladro Item9.1 - Centrador 2 F-114 54 x DIAMETRO 40

180 Soporte cilindros SMC32 Tuerca 2 F-114 84 x 50 x 42

190 Soporte cilindros SMC32 Taladro 2 F-114 85 x 50 x 42

210 Pomo pasadores 2 F-114 25 x DIAMETRO 40

220 Apoyo altura Item9 2 F-114 17 x DIAMETRO 15

230 Pisador taladro Item9.1 2 F-114 20 x DIAMETRO 16

240 Pisador escuadra Item8+Item9 2 F-114 15 x 15 x20

250 Pisador Item8 2 F-114 15 x DIAMETRO 16

PIEZAS A MECANIZAR A310 [TALLER A]


20 Sufridera 2 F-114 53,55 x 58,47 x 45

30 Centradores Item3 10 F-114 15 x 21,17 x 34

40 Centrador Plano Item3 2 F-114 44 x 15 x 3

60 Taladro Item9.2 - Reacción Bola 2 F-114 100 x 24 x 45

70 Taladro Item 9.2 - Centrador superficie 2 F-114 53 x 15 x 14

90 Taladro Item8 - Centrador 2 Acero Inox (AISI 410) 15 x DIAMETRO 12

110 Centrador Taladro Item9.2 2 Acero Inox (AISI 410) 107 x DIAMETRO 12

120 Centrado Coliso Item8 2 Acero Inox (AISI 410) 54 x DIAMETRO 12

150 Casquillo anti-fricción 4 Bronce-Grafito 20 x DIA. EXT. 14 x DIA.INT. 12

160 Punta Centraje Tuerca item8 2 Acero Inox (AISI 410) 33 x DIAMETRO 10

PIEZAS A MECANIZAR A310 [SISTECNIC]


10 Placa base 2 Duraluminio 356 x 228 x 20

100 Sufridera soporte cilindros 6 F-114 68 x 22 x 15

130 Base centradores manuales 2 F-114 50 x 30 15

140 Guía centradores manuales 2 F-114 85 x 30 x 20

170 Fijación centrador tuerca a cilindro 2 F-114 64,4 x 36,5 x 10

200 Soporte maneta pasadores 2 F-114 75,5 x 30 x 10

260 Placa pisadores 2 Duraluminio 138 x 118 x 10

270 Soporte cilindro apretadores 2 F-114 104 x 42 x 45

PIEZAS A MECANIZAR A310 [TALLER AG]


MONTAJE Y AJUSTE DEL NÚEVO DISEÑO

Una vez que se dispuso de todo el material necesario para el montaje de los nuevos útiles,

se dio comienzo a su ensamblaje y ajustes previos a la instalación en la estación de

soldadura. En las imágenes 32 y 33 se observa el útil listo para su instalación.

Imagen 32 - Ajuste de los 2 nuevos útiles de soldadura

Imagen 33 - Nuevo útil listo para instalación


Imagen 34 - Instalación del nuevo útil en la estación de soldadura

5.3.5 CONTROLAR

Una vez implantada la mejora y siendo ésta totalmente operativa, llega el momento de

establecer un plan de control y mantenimiento que asegure la continuidad de dicha mejora.

Para estar seguros de que las piezas han mejorado geométricamente y son buenas a

calibre, se formó a los operarios de las máquinas en el empleo del calibre de verificación.

Además se les añadió un frecuencial en el método de trabajo, de manera que a cada hora

deben pasar una pieza de cada mesa por el calibre para asegurar que los ajustes de los

utillajes se mantienen.


Este método de control suponía una merma en la producción. Aprovechando que, junto a

estas dos estaciones de soldadura hay otras dos, y que en todas ellas el método de trabajo

está plagado de frecuenciales de abastecimiento de piezas y retirada de contenedores

llenos, se decidió implantar la figura de un comodín. Este comodín es un tercer hombre

que se hace cargo de todas las tareas improductivas y de esta forma aumentar el número

de piezas hora en las 4 estaciones de soldadura colindantes.

Esta medida fue adoptada porque estudiando los métodos de trabajo, el tiempo requerido

para realizar todas las actividades derivadas de los procesos y el nuevo control añadido,

era suficiente como para añadir al comodín.

Por otro lado, se colocaron unas ayudas visuales, con advertencias de acciones que no se

debían llevar a cabo sobre los utillajes con tal de prolongar su vida útil.

Imagen 35 - Instrucciones para mantenimiento de lo útiles

Finalmente, se estableció junto al departamento de producción y de mantenimiento, que

una vez al mes se realizaría un paro programado en el que se revisaría el estado de los

útiles, se reajustarían en caso de ser necesario y se haría un listado de posibles recambios

necesarios para el siguiente preventivo de mantenimiento.


Al concluir el mes de agosto, se analizó el registro de defectos en las piezas rechazadas

del proceso, tal y como se hizo durante los meses desde marzo hasta junio.

De este análisis se concluyó que los defectos de No cumple a calibre 3 y 4, que

encabezaban los gráficos anteriores, en este mes se han visto relegados a puestos

mucho más bajos en relevancia. Con ellos también ha caído el porcentaje de scrap de las

estaciones, que paso del 4,41% de junio a un 2,64% en el mes de agosto.

El defecto de No cumple a calibre en las mesas 1 y 2 se mantiene en los puestos altos

del Pareto, a pesar de haber realizado un ajuste de los útiles antiguos de estas mesas.

Gráfico 16 - Defectos registrados en agosto

0%

1%

2%

3%

4%

5%

6%

7%

8%

9%

10%

0

50

100

150

200

250

%So

bre

la p

rod

ucc

ión

to

tal

Nº

Pie

zas

No

Ok

Agosto


Para poder mostrar la mejora conseguida se realizó una comparativa entre los meses de

mayo, junio y agosto de las piezas producidas, el porcentaje de scrap y las horas de paro

de máquina debidas a reparaciones o ajustes.

Julio fue excluido de la comparativa dado que fue el mes en el que se estuvieron tomando

acciones sobre el proceso y por tanto los datos no son representativos.

Gráfico 17 - Comparativa de producción

Gráfico 18 - Comparativa de porcentaje de scrap

28000

30000

32000

34000

36000

38000

40000

Mayo Junio Agosto

Piezas producidas

0,00%

0,50%

1,00%

1,50%

2,00%

2,50%

3,00%

3,50%

4,00%

4,50%

5,00%

Mayo Junio Agosto

% Scrap


Gráfico 19 - Comparativa de horas de paro de máquina

A la vista de los datos recogidos durante el mes de agosto y comparándolos con los meses

anteriores a la implantación de la mejora, ya se puede confirmar que el proyecto ha sido

exitoso.

Adicionalmente, para corroborar que el rediseño del nuevo útil ha consiguido el efecto

deseado, se realiza un estudio de capacidad de los dos útiles nuevos. En este estudio se

trataron las mismas cotas críticas que en el estudio de capacidad realizado al útil antiguo,

de esta forma sería posible comparar los resultados.

Para este estudio se tomaron 20 muestras producidas el 29 de agosto de 2017,10 de cada

útil, 5 del turno de la mañana y 5 del turno de la tarde.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Mayo Junio Agosto

Horas de paro de máquina


Imagen 36 - Identificación de taladros y ranuras con los ejes de referencia

Gráfico 20 - Estudio de capacidad del coliso de anclaje al motor


Gráfico 21 - Estudio de capacidad de uno de los taladros de unión al motor en Y

Gráfico 22 - Estudio de capacidad de uno de los taladros de unión al motor en Y


Con el estudio de capacidad, se comprobó que el proceso de soldadura en el nuevo útil de

soldadura era capaz. Y además se detectó un pequeño desajuste en el centrador del coliso

de unión al motor, como se puede observar en el Gráfico 20.

Este desajuste estaba escapando a las comprobaciones con el calibre, pero pudo ser

detectado mediante la medición tridimensional realizada con el brazo de escaneado láser.

Acto seguido, se avisó al departamento de producción y mantenimiento para realizar el

ajuste y desplazar el centrador del coliso las 4 décimas de milímetro necesarias.

Las piezas que se encontraban fuera de las especificaciones de plano se comprobaron en

un motor que el cliente cedió tiempo atrás. Estas piezas no presentaban problemas al ser

ensambladas, por lo tanto, se decidió no revisar la producción realizada.

Para cuantificar el coste de implantar la mejora en el proceso de soldadura, se realizó un

recuento del coste de mecanizado de las piezas, del material adicional, de las horas de

diseño y de las horas de montaje y puesta a punto del útil. El sumatorio de todos estos

factores da un total de 9.075 €, lo que supone 4.538 € por útil.

Para poder cuantificar monetariamente la mejora y saber si realmente ha sido rentable para

la empresa invertir los recursos en ella, se realiza un cálculo de cuánto es el precio real

que le ha estado costando a la empresa producir esta referencia.


Para ello se recurre a la base de datos y se extraen los datos de horas de disponibilidad

de máquina, horas trabajadas, horas de paro, cantidad de piezas producidas, cantidad

buenas y cantidad No Ok. Para tener un buen registro, se sacaron los citados datos desde

septiembre de 2016 hasta la primera semana de septiembre de 2017.

Con las horas disponibles de máquina y la cantidad de piezas a la hora que está fijado en

el método de trabajo, se calculó el número de piezas que teóricamente se deberían haber

producido.

Seguidamente, se multiplicó esta cantidad de piezas por el coste teórico de producción de

una pieza, en este coste está incluido el operario, materia prima, consumibles y eficiencia

de la máquina. De dicha multiplicación se obtiene el coste generado a la empresa en la

producción de esta referencia durante el mes.

Si este coste se divide por el número de piezas totales Ok, es decir, las que se le han

vendido al cliente y de las que se ha sacado beneficio, entonces se obtiene el precio real

que le ha costado a la empresa producir las piezas entregadas al cliente.

En el Gráfico 23 se muestra la progresión del coste real del conjunto soldado para la

empresa.

Gráfico 23 - Progresión del coste real de producción/pieza

2,50 €

3,00 €

3,50 €

4,00 €

4,50 €

5,00 €

5,50 €

6,00 €

COSTE REAL PRODUCCIÓN POR PIEZA

COSTE TEÓRICO /PIEZA

COSTE PROMEDIOANTERIOR A LAMEJORA

COSTE REAL DEPRODUCION / PIEZA


De los cálculos descritos anteriormente, se observa que, a lo largo de los meses anteriores

a la implementación de la mejora, el coste promedio de producción de las piezas que se le

entregaban al cliente era de 4,50 € / pieza.

Para el mes de agosto, el coste era de 4,00 € / pieza, lo que supone que, por cada pieza

entregada al cliente durante este mes, la empresa aumentó su margen de beneficio en

0,50€. Si se multiplica esta cifra por las 38.073 piezas vendidas, se obtiene un total de

19.036€, lo que supone que durante el mes de agosto se ganó el doble de lo que costó

implementar la mejora.


6 ÁREA DE MONTAJES

Los montajes son los procesos con menor volumen de referencia y menor impacto

económico. Por estos motivos, estos pierden importancia comparándolos con la

estampación o la soldadura, pero, no obstante, si no se tratan como la atención necesaria,

también pueden ocasionar grandes problemas con los clientes y pueden recurrir en

grandes pérdidas.

Con los lanzamientos de nuevos vehículos por parte de los clientes, en la planta de

producción van entrando nuevos proyectos. Un proyecto reciente es una pieza que, tras

ser estampada, pasa por diversas fases de soldadura y finalmente pasa por un proceso de

remachado de 3 pernos. Debido a un fallo en el planteamiento del útil de remachado, la

capacidad productiva del proceso es menor a la estimada, provocando saturación en la

estación de remachado y retrasos en las entregas, con los pertinentes costes que conllevan

este tipo de fallos.

Al tratarse de una nueva referencia, que está en periodo de lanzamiento, lo que quiere

decir que la demanda está en aumento, se consideró prioritario atacar a este proceso. De

no tomar medidas, podría darse el caso de incumplimiento de entregas a cliente.

6.1 OBJETIVO

Es por ello que, en área de montajes se aplica la metodología Lean Manufacturing con el

objetivo de reducir el Lead Time de la referencia expuesta. Para ello, se pretende aumentar

la cantidad de piezas que se pueden producir a la hora.

6.2 ANALISIS DE LA SITUACIÓN

El primer paso, antes de poder realizar algún cambio en el proceso, es conocer la pieza, el

útil donde se le ensamblan los pernos y la máquina donde se lleva a cabo dicha tarea.

En las Imágenes 34 y 35 se muestra la geometría de la pieza, con sus diferentes

componentes. En amarillo se representan los 3 pernos que son remachados y que atañen

a este proyecto. Como se puede observar, los pernos están situados a ambos lados de la

pieza, por lo que ya se entiende que ésta deberá ser volteada en el proceso de remachado.


Imagen 37 - Pieza objeto de estudio

Imagen 38 - Pieza objeto de estudio (2)

Conociendo la geometría de la pieza, la geometría de los componentes a ensamblar y la

disposición del conjunto ensamblado, se da paso a conocer la máquina y el útil de

remachado donde se realiza el proceso.


Imagen 39 – Remachadora

La remachadora dispone de una bancada donde se fijan los útiles, un pulsador bimanual

para asegura que mientras se realiza el remachado el operario no puede introducir la mano

dentro de la zona de peligro y un cabezal rotativo con desplazamiento vertical.

Cuando se activa el bimanual, el cabezal baja y realiza el remachado durante el tiempo

que esté establecido según los parámetros necesarios para conseguir un buen remachado

de la pieza.


Imagen 40 - Útil de remachado

El útil de remachado dispone de 2 posiciones, en una se remacha un solo perno y en la

otra se remachan los otros dos pernos restantes. Las huellas donde se colocan los pernos

se pueden ver en la Imagen 37 rodeados de naranja.

La máquina de remachado no posee desplazamiento lateral, por lo que el útil de remachado

ha de incorporar los actuadores necesarios para desplazar las huellas de los pernos y que

estos queden centrados bajo el cabezal de la remachadora.

El útil se desplaza lateralmente (flecha azul) para pasar de la zona de un perno a la de dos

pernos. La parte del útil donde se remachan dos pernos, también se mueve

transversalmente (flecha verde).

6.2.1 ESTUDIO DEL MÉTODO OPERACIONAL

Con las condiciones que se tenían, la forma de proceder era la siguiente:

El operario cogía la pieza con los 3 pernos remachados y la colocaba en el contenedor de

salida. Seguidamente, cargaba la zona liberada con dos pernos y pasaba la pieza con un

solo perno remachado a la zona donde previamente había colocado los dos nuevos pernos.

Entonces cargaba la zona de una sola huella con un perno, cogía una pieza del contenedor

de piezas sin procesar y la colocaba en el útil.


Una vez realizado el trasiego de material, el operario pulsaba el bimanual y lo mantenía

pulsado durante el tiempo que la máquina tardaba en realizar el remachado de los 3 pernos.

Todos los tiempos del proceso estaban seriados, es decir, hasta que no acababa la

máquina, el operario no podía realizar ninguna otra acción que no fuese pulsar el bimanual.

Esto desembocaba en que la producción de piezas a la hora era de 57 piezas trabajando

a ritmo normal y de 75 piezas a ritmo de prima.

Tabla 4 - Método y tiempos del proceso de remachado

A502-10.1F60

Bracket

Remachar 3 pernos

Nº TN K F Hh MM Hh MP Tm. Ci.

0,00 92,76 82,66 131,89

P.N.H. / P.O.H.

57,0

CT

RR3

Sección

Realizado por

J. Vigo

Operario M. Sánchez Bonfill

Referencia

Denominación

Operación

Descripción

Elementos

Aplanar piezas en contenedor de salida. Frec.4/230

0,00 00

0

0,00

0,00 0 0 0,00

0,83

0,27

0,55

2,61

1,110,00

2,61

100 118,75 1,13Efectuar Autocontrol. Frec. 1/Hora

Cambiar contenedor de entrada. Frec. 1/230

1,13

3,47

0,00

0,00

0,36

0,74

0,00

0,00

3,47

0,00

57,0

0,000,00

0,00

0,00 2,68

0,00

0,00

75,8

0,000,00

1,754

1 / 50

0

60

30 56,40

Aprovisionarse caja de pernos. Frec. 1/1333

90 0,00 0

4 / 2301,13

50 75,00 1,13Acercarse piezas contenedor entrada. Frec. 2/230

40 420,00

80 1,14700,00Mediante transpalet, sacar contenedor piezas remchadas,

dejar a un lado, coger uno vacío y colocar bajo comprobador.

0

1 / 1333

P.O.H.P.N.H.

10 71,63 1,13

20 55,00 1,13

Con M.D. sacar pieza de útil 2 remachada con 3 pernos. Con

M.I. sacar pieza remachada con 2 pernos y sacar de útil. Con

M.D. dejar pieza finalizada en contenedor de salida. Con A.M.

coger 3 pernos, colocar 2 en útil 2 y 1 en útil 1, con A.M.

colocar pieza remacha con 1 perno en útil 2 y con M.I. coger

pieza contenedor entrante y colocar en útil1. Frec. 1/1

Con A.M. accionar mandos para efectuar el remache de los 3

pernos."Los tiene presionados durante todo el remachado,

excepto en el traslado del útil 2 a útil 1" y remachar. Frec. 1/1

0,00

0,00

2,02

0,00

2 / 230

0

1 / 230

700,00 1,14

TC

0,00

1 / 1

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

1 / 230

Fecha 17/05/2017

60,85

0,00 0,00

1 / 1 0,00 80,94

82,66 62,15


En el método de la Tabla 1 no estaban contemplados los frecuenciales correspondientes

de introducir la pieza acabada en un verificador de componentes, ni el tiempo de colocar la

pieza correctamente ordenada en el contenedor de salida.

Para asegurarnos de la cantidad de piezas que los operarios estaban produciendo a la

hora, se buscó la información referente a las últimas producciones, Tabla 2. Los datos

alertaban de que los operarios ni siquiera llegaban a las piezas mínimas estipuladas. En

los últimos 22 turnos, se había realizado un promedio de 47 piezas a la hora.

Tabla 5 - Promedio de piezas a la hora


6.2.2 PROPUESTA DE MEJORA

Para subsanar esta situación, se propuso modificar el útil de remachado y adaptar la

estación.

La modificación consiste en dividir el útil de remachado, y dejar por un lado la parte de

remachado de un perno y por el otro la parte de remachado de 2 pernos. De esta forma,

mientras la máquina está realizando el remachado en una zona, el operario realiza la carga

y descarga de componentes en la otra. Con esto se consigue solapar los tiempos de trabajo

y reducir el tiempo de ciclo.

DIAGRAMAS DEL PORCESO:

Diagrama 2 - Diagrama del proceso, posición 1

Diagrama 3 - Diagrama del proceso, posición 2


6.2.3 IMPLANTACIÓN DE LA MEJORA

Para poder llevar a cabo la implantación el nuevo método, era necesario realizar algunas

actualizaciones en la estación de remachado. Si se iba a eliminar el mando de maniobra

bimanual, era necesario proteger y diferenciar las zonas de trabajo del operario, con

respecto a la zona donde se realiza el remachado.

Para ello, se realizó un cerramiento de la estación con policarbonato, con el objetivo evitar

intrusiones en la máquina desde los laterales o la parte trasera. Se instalaron unas barreras

de seguridad que forman una cortina de rayos infrarrojos, estas barreras cumplen la función

de no iniciar o parar un desplazamiento lateral del utillaje si el operario las cruza. En la

elección de las barreras se tuvo en cuenta la superficie que debía quedar cubierta y la

distancia entre rayos de luz. Dependiendo de la densidad de rayos infrarrojos, la barrera

permite la detección de dedos, manos o brazos. Para este caso se escogió la barrera de

mano, puesto que la distancia entre el útil y la barrera es considerable como para no

permitir que un dedo pueda ser golpeado.

También se cerró la zona donde actúa el cabezal de remachado. Con esto se evita que

mientras el operario realiza la carga y descarga, momento en el que la máquina está

remachando, éste pueda sufrir un aplastamiento o cualquier otro tipo de lesión.

Además de elementos físicos, en la estación de remachado también se realizó una

programación del PLC, de forma que la máquina integrase la secuencia de movimientos

con la seguridad de la barrera y el funcionamiento del verificador.


6.2.3.1 SITUACIÓN INICIAL

Como se puede observar en la Imagen 41, aparece la máquina X en su situación inicial, es

decir, antes de implantar el proceso de mejora.

Imagen 41 - Estación de remachado y útil antes de la mejora


6.2.3.2 DISEÑO 3D DE LA MEJORA

Para el diseño de la modificación se empleó el programa de diseño en 3D SolidWorks.

Imagen 42 - Estación de remachado completa

Imagen 43 - Útil de remachado


6.2.4 RESULTADOS

Tras la implementación de la mejora, se realizó una grabación del método y se analizó. Del

análisis se obtuvo que, con el nuevo método, se podían realizar 110 piezas a la hora,

trabajando a frecuencia óptima. Frente a las 75,8 piezas/hora que marcaba el antiguo

método, esto supone una mejora del 30%.

Pero si se compara con las 47,5 piezas a la hora, qué según la base de datos, se estaban

consiguiendo realmente, la modificación supone un aumento de la productividad del 57%.

Tabla 6 - Nuevo método

A502-10.1F60

Bracket

Remachar 3 pernos

Nº TN K F Hh MM Hh MP Tm. Ci.

26,98 65,78 55,11 90,89

P.N.H. / P.O.H.

82,7

CT

RR3

Sección

Realizado por

Operario

Referencia

Denominación

Operación

Descripción

Elementos

Aplanar piezas en contenedor de salida. Frec.4/230

0 0 00 0,000,00

0,0018,33220

0,00 00

Sacar pieza de útil 1 remachada con 1 perno y colocarla en bandeja

intermedia. Coger 1 perno y pieza de contenedor y colocarlos en el útil. Accionar mandos para efectuar el remache del perno. Frec. 1/1

210

0,00

23,88 1,13 1 / 1 26,98

0,001,13 1 / 1

0,83

0,27

0,55

2,61

1,110,00

2,61

100 118,75 1,13Efectuar Autocontrol. Frec. 1/Hora

Cambiar contenedor de entrada. Frec. 1/230

1,13

3,47

0,00

0,00

0,36

0,74

0,00

0,00

3,47

0,00

82,7

0,000,00

0,00

0,00 2,68

0,00

0,00

0,00

110,0

0,000,00

1,209

1 / 50

0

60

30 56,40

Aprovisionarse caja de pernos. Frec. 1/1333

90 0,00 0

4 / 2301,13

50 75,00 1,13Acercarse piezas contenedor entrada. Frec. 2/230

40 420,00

80 1,14700,00Mediante transpalet, sacar contenedor piezas remchadas, dejar a un

lado, coger uno vacío y colocar bajo comprobador. Frec. 1/20000

1 / 1333

0,00

P.O.H.P.N.H.

10 47,75 1,13

20 36,67 1,13

Sacar pieza de útil 2 remachada con 2 pernos y colocarla en bandeja

de salida. Coger 2 pernos y pieza de bandeja intermedia y colocarlos

en el útil. Frec. 1/1

Accionar mandos para efectuar el remache de los 2 pernos. Frec. 1/1

0,00

0,00

2,02

0,00

2 / 230

0

1 / 230

700,00 1,14

TC

0,00

1 / 1

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

1 / 230

0,00 0,00

Fecha

40,57

0,00 0,00

1 / 1 0,00 53,96

55,11 41,43


6.2.5 ESTUDIO ECONÓMICO

Contabilizando los gastos de implementación de la mejora, sale un total de 2.173€.

Tabla 7 - Gasto de implementación de la mejora

Por otro lado, se realizó una estimación del ahorro que se conseguiría al año, teniendo en

cuenta los resultados de la mejora. Se obtuvo un ahorro anual de 17.000€. Si a este ahorro

se le añade el ahorro por no usar transporte urgente y por no ocasionar problemas con las

entregas, entonces la mejora queda más que justificada.

Tabla 8 - Ahorro anual al implantar la mejora

Concepto Importe

Mecanizado de piezas 586,50 €

Barreras de seguridad 630,00 €

Neumática 75,00 €

Programador 250,00 €

Policarbonato 82,00 €

Horas diseño 3D 320,00 €

Horas puesta a punto 230,00 €

Total 2.173,50 €

NUEVO DISEÑO ÚTIL DE REMACHAR

A502 F60 EN MÁQUINA RR2

Volumen anual [piezas/año] 120.000

Precio/Hora Operario: 20 €

Precio/Hora Máquina: 15 €

Coste Total [€] 35 €

JPH (Antes de modificación) 76

JPH (Después de modificación) 110

Precio/pieza (Antes moficación): 0,46 €

Precio/pieza (Después moficación): 0,32 €

Diferencia / Ahorro [€/pieza]: 0,14 €

Total Ahorro Anual [€/año]: 17.081,34 €

MEJORA DE A502 F60 EN RR2


7 CONCLUSIONES DEL PROYECTO

El objetivo de este proyecto era la introducción de la filosofía Lean Manufacturing en la

planta productiva y la iniciación del personal en sus variadas herramientas.

Para ello, se trabajó sobre las diferentes áreas productivas de la planta. Atacando a los

problemas más graves detectados en cada sección.

En estampación se empleó el SMED para agilizar los cambios de matrices. Tras las largas

jornadas de estudio de la situación, las grabaciones de cambio de referencia realizadas por

la noche, la lucha de intereses entre encargados, montadores y operarios y los muchos

esfuerzos por conseguir un método de trabajo bien pautado y equilibrado, finalmente, se

consiguió reducir el tiempo promedio de cambio de matrices en un 30% aproximadamente,

pasando de un promedio cercano a la hora y media por cambio, a un promedio de una

hora.

Pero sin lugar a duda, donde mayor esfuerzo se ha invertido ha sido en el área de

soldadura, donde además de ser metódico y escrupuloso con la secuencia de acciones

para desarrollar un buen proyecto DMAIC o Seis Sigma, también se ha realizado la función

de proyectista, realizando el nuevo diseño de un útil de soldadura.

Descubrir qué factor estaba repercutiendo de forma tan negativa en los niveles de scrap

del proceso de soldadura no fue un hecho trivial, sino que requirió de un gran esfuerzo y

colaboración del equipo que asistió a la ejecución de este proyecto. Tras unos cuantos

dolores de cabeza y varios quemazos a pie de máquina, se consiguió implantar una mejora

que ha permitido reducir el porcentaje de scrap en un 35% y ha supuso unos beneficios

económicos para la empresa tales que simplemente con el mes de agosto ya se amortizó

la inversión realizada.

En cuanto a la sección de montajes, la mejora no es tan sonada como puedan ser las de

las otras áreas, ya que, no se va a producir un gran ahorro económico. Sin embargo, cabe

destacar que al doblar la cantidad de piezas a la hora que se pueden realizar, el ahorro se

verá repercutido en fines de semana que no será necesario trabajar, en transportes

urgentes que no se emplearán y en retrasos de entregas de producto.


Las mejoras conseguidas con los subproyectos descritos a lo largo de esta memoria son

importantes, pero a la vez pueden ser fugaces, ya que, si a los encargados de estampación

no les apetece realizar más cambios de matriz, aumentarán el tiempo de estos para

justificar que no hay tiempo para hacer lotes tan pequeños. Y si en el área de soldadura no

se sigue el mantenimiento mensual, se perderá la capacidad de repetitividad del nuevo útil.

Son estas razones, por poner algunos ejemplos, las que hacen que la verdadera mejora

de este proyecto no resida en las pequeñas mejoras conseguidas hoy, sino en la mejora

global y de futuro que se conseguirá si todo el personal de la planta comprende y comparte

la metodología de trabajo Lean Manufacturing, con la que se conseguirán mejores

condiciones de trabajo y mayor prosperidad para el conjunto de la planta.


8 AGRADECIMIENTOS

En primer lugar, he de agradecer la colaboración de Daniel Valiente, responsable del

departamento de Ingeniería de Procesos, por las lecciones magistrales que suponen el

hecho de trabajar junto a él. Además del apoyo y consejos proporcionados para el

desarrollo de este proyecto.

En segundo lugar, quiero expresar mi agradecimiento a Albert Mariné, gerente de la planta.

De él se puede aprender sobre cualquier ámbito de la vida, pero una de sus mejores

cualidades y, que me ha ayudado a resolver muchas situaciones difíciles del proyecto, es

la capacidad de motivar al equipo y hacer que nos esforcemos para sacar lo mejor de cada

uno. Durante mi etapa de estudiante, siempre preparaba los exámenes pensando en qué

preguntas me podría hacer el profesor para pillarme, ahora pienso en “¿qué me preguntará

Albert?”.

También me gustaría agradecer la colaboración de Sergio Uviedo, ingeniero del

Departamento de Dalidad, por su vitalidad y predisposición para ayudar, así como la

colaboración de Raúl Gajete, Mantenimiento Mecánico de la planta, persona que

demuestra que no hace falta ser ingeniero para tener ingenio.


9 BIBLIOGRAFÍA

Mtmingeniros. ¿Qué es el Lead Time? URL: http://mtmingenieros.com/knowledge/que-es-

lead-time/ [Acceso 24/05/2017]

García Sabater, J. SMED, como mejorar el tiempo de cambio de lote.© UPV. Video online:

https://www.youtube.com/watch?v=6VBALCyzKaQ [Acceso 04/02/2017]

García Sabater, J. Toma de datos para la realización de un SMED.mp4. Video online:

https://www.youtube.com/watch?v=e50t1HiUBd8 [Acceso 04/02/2017]

Hernández, T. Proyectos Critical X y certificación GreenBelt. Formación de empresa. 21-

23 de marzo de 2017. Barcelona

RECURSOS ENPROJECTMANAGEMENT. Descripción de la plantilla de Project Charter.

URL: https://www.recursosenprojectmanagement.com/project-charter/ [Acceso

08/09/2017]

Sandrine. Curso GreenBelt 6 sigma comienza en Barcelona. Caletec. URL:

http://www.caletec.com/blog/tag/champion_6_sigma/ [Acceso 08/09/2017]

UPC ETSEIB. Temario de la asignatura Gestión de la Calidad, Máster Universitario en

Ingeniería de la Automoción. Curso 2016-2017, cuatrimestre de otoño. Barcelona.

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http://www.caletec.com/blog/tag/champion_6_sigma/

Implementación de herramientas Lean Manufacturing en la ...

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